CN104979128B - 再用电弧热的自解式断路器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及气体绝缘开关设备的断路器，更具体而言、涉及再用电弧热的气体绝缘开关设备的自解式断路器。具有热膨胀室和压气室的自解式断路器包括辅助进气阀，该辅助进气阀将经由操纵杆的内部排出的热气引入到所述热膨胀室中。

Description

再用电弧热的自解式断路器
技术领域
本发明涉及气体绝缘开关设备的断路器，更具体而言、涉及再用电弧热的气体绝缘开关设备的自解式(self-blast)断路器。
背景技术
气体绝缘开关设备(GIS)指的是这样一种开关系统：在该开关系统中，诸如断路器、隔离开关、变压器、避雷器、主母线等开关单元被全体容纳在金属柜中，充电部件由隔板来支撑，作为具有极佳绝缘和灭弧性能的绝缘介质的六氟化硫(SF6)气体被填充到柜体内部并且随后对该柜体进行密封。
GIS的主耐压组件包括气体断路器、接地开关、避雷器、电压互感器、电流互感器等。
应用在GIS中的断路器的操作规程被指定在IEC标准中。大体上，额定操作顺序‘O-0.3s-CO-3min-CO’被遵守。
基本上，在断路器中，在0.3秒内需要两次中断性能。由于第一中断任务被执行在SF6气体处于冷却气体状态的状态中，因此中断性能是极佳的。一旦中断，SF6气体周围的温度通过所产生的电弧在短时间内就上升到20,000℃至30,000℃。在0.3秒之后，第二中断任务被执行在断路器的内部具有高温和高压的状态中。由于处于高温的SF6气体的中断性能突然恶化，因此很难使故障电流中断。
相关的现有技术在韩国未经审查的、专利公开号为10-2012-0002779(公开日2012年1月9日)、名称为“气体绝缘开关设备的自解式断续器”中所公开。
发明内容
多种实施例针对于自解式断路器，该自解式断路器可以将一旦中断后由电弧产生的热气连续地引入到热膨胀室中，因而有效地提高了热膨胀室的压力。
此外，多种实施例针对于通过使用电弧热而提高热膨胀室的压力来改善自解式断路器的中断性能。
在实施例中，具有热膨胀室和压气室的自解式断路器可以包括：辅助进气阀，其将经由操纵杆的内部排出的热气引入到热膨胀室中。
每个辅助进气阀可以包括止回阀，在该止回阀中，进口被限定为与操纵杆的内部连通，出口被限定为与热膨胀室的内部连通。
所述进口可以以以下这种方式来进行限定：使得朝向电弧产生点是打开的。
操纵杆可以包括具有管道形状的杆部件以及具有与杆部件耦合的凸缘形状的凸缘部件。
凸缘部件可以提供辅助进气阀被安装在其上的安装表面。
安装表面可以具有规则的多边形截面形状。
每个辅助进气阀可以包括：阀心座，在该阀心座中，具有相对小的内径的小直径部件和具有相对大的内径的大直径部件被形成为具有一体圆柱体形状，进口被限定在小直径部件中，并且出口被限定在大直径部件中；以及打开/闭合件，其通过设置在大直径部件中的弹性构件的弹性力来闭合小直径部件，其中，通过经由进口引入的热气的压力来使打开/闭合件缩回。
辅助进气阀可以被安装成使得引入到其内的热气具有钝角的流径。
根据实施例，提供的益处在于：由于中断后生成的电弧所产生的热气被连续地引入到热膨胀室中，因此热膨胀室的压力可以被有效地提高。
此外，根据实施例，提供的益处在于：可以通过经由使用电弧热来提高热膨胀室的压力以改善自解式断路器的中断性能。
附图说明
图1是阐明传统自解式断路器的结构的横截面视图。
图2是阐明传统自解式断路器的操纵杆的横截面视图。
图3是阐述根据实施例的再用电弧热的自解式断路器的横截面视图。
图4是阐述根据实施例的自解式断路器的操纵杆的横截面视图。
图5a和图5b是阐述根据实施例的操纵杆的凸缘部件的实施例的视图。
图6a是阐述根据实施例的辅助进气阀的闭合状态的横截面视图。
图6b是阐述根据实施例的辅助进气阀的打开状态的横截面视图。
图7a和图7b是阐述根据实施例的辅助进气阀的组合状态的横截面视图。
图8a至图8e为解释根据实施例的自解式断路器的操作的横截面视图。
具体实施方式
应该理解的是在本说明书以及接下来的权利要求中所使用的术语或措辞不应被解释为具有广泛含义或可以在词典中被发现的含义。因此，考虑到这种思想，即发明人可以最合适地来限定术语或措辞的概念以最好地解释他或她的发明，术语或措辞应该被理解为具有符合本发明技术精神的含义或概念。此外，由于此处提出的实施例及在附图中阐述的构造仅仅是示例并且并不代表本发明的所有技术精神，应该理解的是多种等同物或修改可以在当前申请来替换实施例和构造。
图1是阐明传统自解式断路器的结构的横截面视图，并且图2是阐明传统自解式断路器的操纵杆的横截面视图。
作为一种类型的气体绝缘开关设备(GIS)的断路器的自解式断路器具有压气室23和热膨胀室24，并且大体上包括三个阀。
三个阀包括用于闭合断路器后将SF6气体新填充到压气室23中的进气阀11，用于打开断路器后提高热膨胀室24的压力的进气阀8，以及用于移除压气室23的不必要的压力的排气阀15。
当断路器使电流中断时，可移动部件比如绝缘杆20、操纵杆22以及压气缸5被移动。在此时，随着压气室23的容积减少，压气室23中的绝缘气体被压缩。如果绝缘气体的压力达到了预定压力，则进气阀8被打开以提高热膨胀室24的压力。
当一旦中断而生成的电弧所产生的高温绝缘气体被引入到主喷嘴3与辅助喷嘴4之间的路径时，热膨胀室24变为高压。
由于这个事实，当热膨胀室24具有比压气室23的压力更高的压力时，进气阀8被闭合。断路器的可移动部件被连续地移动，并且压气室23的容积被进一步减小，且压气室23的压力被进一步提高。由于提高的压力不能被引入到热膨胀室24中，因此其经由排气阀15被排出。
通过使用初始被引入到压气室23的压力以及使用由于当固定部件电弧接触件31和可移动部件电弧接触件2彼此物理分开时所生成的电弧而产生的高温及高压能量所引入的压力，热膨胀室24在中断计时处排放高压绝缘气体并切断电弧以实施中断。
自解式断路器的中断性能依照在热膨胀室24中的绝缘气体的压力和温度来决定。该压力应该足够切断在固定部件电弧接触件31和可移动部件电弧接触件2之间产生的电弧弧柱。
当绝缘气体温度低，绝缘性能极佳。因此，当绝缘气体具有低温和高压时，中断性能变得极佳。
热膨胀室24应该通过将从压气室23引入的低温绝缘气体与由电弧引起的、被引入在主喷嘴3和辅助喷嘴4之间的高温绝缘气体进行适当地混合来降低绝缘气体的温度。
图3是阐述根据实施例的再用电弧热的自解式断路器的横截面视图。
如在附图中所显示的，根据实施例的自解式断路器具有以下特征：该断路器具有辅助进气阀100，该辅助进气阀100将引入到操纵杆22中的热气引入到热膨胀室24中。
每个辅助进气阀100可以被形成为止回阀，在该止回阀中，进口被限定为与操纵杆22的内部连通并且出口被限定为与热膨胀室24的内部连通。
由电弧产生的热气通过操纵杆22的内部。辅助进气阀100被该热气所打开，并且将由电弧产生的热气引入到热膨胀室24的内部中，从而提高了热膨胀室24中的压力并且改善了中断性能。
为了增强这种效果，进口可以被限定为朝向电弧产生点打开。
图4是阐述根据实施例的自解式断路器的操纵杆的横截面视图，并且图5a和图5b是阐述根据实施例的操纵杆的凸缘部件的实施例的视图。
辅助进气阀100被安装到操纵杆22。为了确保容易的安装辅助进气阀100，操纵杆22可以以被分为杆部件22-1和凸缘部件22-2的这种方式来形成。
图5a阐述了这样一种状态，在该状态中，凸缘部件22-2的管道形成为具有多边形截面形状，并且图5b阐述了这样一种状态，在该状态中，与辅助进气阀100安装在一起的凸缘部件22-2的管道的仅圆周部分形成为具有多边形截面形状。
虽然凸缘部件22-2的管道可以形成为具有圆形截面形状，但当辅助进气阀100的安装表面被形成为如图5a和图5b所示的平坦表面时，可以轻易地来执行辅助进气阀100的安装。
图6a是阐述根据实施例的辅助进气阀的闭合状态的横截面视图，并且图6b是阐述根据实施例的辅助进气阀的打开状态的横截面视图。
根据实施例的辅助进气阀100具有阀心座130，以及打开/闭合件150。在阀心座130中，具有相对小的内径的小直径部件110和具有相对大的内径的大直径部件120形成为具有一体圆柱体形状。进口112被限定在小直径部件110中，并且出口122被限定在大直径部件120中。打开/闭合件150可以通过被设置在大直径部件120中的弹性构件140的弹性力来闭合小直径部件110。
如图6b所示，如果由电弧产生的热气经由进口112来引入，则打开/闭合件150被缩回并且弹性构件140被压缩。由于这个事实，当进口112和出口122彼此连通的时候，经由进口112引入的热气可以经由出口122被引入到热膨胀室24中。
图7a和图7b是阐述根据实施例的辅助进气阀的组合状态的横截面视图。
如图7a所示，凸缘部件可以被形成为规则八边形的形状，并且可以安装八个辅助进气阀100，并且如图7b所示，凸缘部件可以被形成为圆柱体形状，并且可以安装四个辅助进气阀100。
凸缘部件的截面形状或辅助进气阀100的数量可以以多种方式进行改变。
图8a至图8e为解释根据实施例的自解式断路器的操作的横截面视图。
图8a阐述了闭合状态。如果打开从闭合状态开始，如图8b所示，则在固定部件电弧接触件31和可移动部件电弧接触件2彼此断开之后，发生了压气室23的压缩，并且绝缘气体被引入到热膨胀室24中。
随着打开的继续进行，如图8c所示，由电弧产生的热气被引入到主喷嘴3和辅助喷嘴4之间，并且气体经由压气室23被排出。
接下来，如图8d所示，由于电弧而产生的、经由操纵杆22的内部被排出的热气通过辅助进气阀100被引入到热膨胀室24中。
随后，如图8e所示，热膨胀室24的绝缘气体通过主喷嘴3和辅助喷嘴4之间被排出，以使电流中断。
从上述描述显而易见的是，根据本发明的自解式断路器提供以下益处：由于由电弧产生的热气中的、被排放到操纵杆的一部分热气被引入到热膨胀室中，因此可以提高热膨胀室的压力。
考虑到以下事实：由于电弧而产生的高温和高压热气被部分地引入到主喷嘴和辅助喷嘴之间，并且大部分热气通过操纵杆和固定部件导体排出，因此实施例具有以下的特征：辅助进气阀被设置在操纵杆中以将待排出的高压绝缘气体引入到热膨胀室中。
在上文中，虽然已经阐述了本发明的具体示例性实施例，在不背离本发明保护范围的情的情形下可以对本发明做出多种修改。相应地，本发明的保护范围不应被解释为是对所描述的示例性实施例的限制，而是被解释为由接下来的权利要求及其等同物来限定。
虽然参考示例性实施例和说明书附图对本发明已经进行了描述，但并非是对上述的示例性实施例的限制，可以通过本发明附属的本领域技术人员对上述描述进行多种修改和改变。因此，本发明的保护范围和精神仅由接下来的权利要求来理解，并且权利要求的所有等同物和等同修改应该落入到本发明的保护范围和精神中。

Claims (7)

1.一种具有热膨胀室和压气室的自解式断路器，所述压气室在中断时随着操纵杆的移动而压缩，所述压气室中的绝缘气体被移动到所述热膨胀室，由电弧在中断时生成的高温绝缘气体通过主喷嘴与辅助喷嘴之间的路径被注入到热膨胀室，包括：
辅助进气阀，该辅助进气阀将经由操纵杆的内部排出的热气引入到所述热膨胀室中，
其中，每个辅助进气阀包括：
阀心座，在该阀心座中，进口被限定为与所述操纵杆的内部连通，而出口被限定为与所述热膨胀室的内部连通；以及
打开/闭合件，其通过弹性构件的弹性力来闭合所述阀心座，
其中，通过经由所述进口引入的热气的压力来使所述打开/闭合件缩回。
2.根据权利要求1所述的自解式断路器，其中，所述进口以使得朝向电弧产生点而打开的此种方式来进行限定。
3.根据权利要求1所述的自解式断路器，其中，所述操纵杆包括：
具有管道形状的杆部件，以及
具有与所述杆部件耦合的凸缘形状的凸缘部件。
4.根据权利要求3所述的自解式断路器，其中，所述凸缘部件提供所述辅助进气阀被安装在其上的安装表面。
5.根据权利要求4所述的自解式断路器，其中，所述安装表面具有规则的多边形截面形状。
6.根据权利要求1所述的自解式断路器，其中，每个辅助进气阀包括：
阀心座，在该阀心座中，具有相对小的内径的小直径部件和具有相对大的内径的大直径部件被形成为具有一体圆柱体形状，所述进口被限定在小直径部件中，并且所述出口被限定在大直径部件中；以及
打开/闭合件，其通过设置在所述大直径部件中的弹性构件的弹性力来闭合所述小直径部件。
7.根据权利要求6所述的自解式断路器，其中，所述辅助进气阀被安装成使得引入到其内的热气具有钝角的流径。
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